芯片学生党必会的行业英文术语

2023-11-09

(转载至芯职业公众号)

芯片领域有不少英文缩写术语,对学生党与初学者颇为费解,严重的还会给人“劝退”感。因此,在这个系列,我们将介绍一些常用的英文术语,旨在让大家了解这些英文的同时对芯片产业的全貌有一个大体的认识,并不作过分深究。

①Wafer,Die,Chip

Wafer,本义为薄片,在集成电路中指晶圆,它和我们常听到的硅片在大多时候是一个意思。Wafer不一定是制造完成的硅片,也可以是没有完成制造工序的半成品,甚至是一个步骤也没进行的光片。Wafer有不同的尺寸,典型的有6英寸,8英寸,12英寸,是指其直径。

Die,业内人士常说“一个Wafer上能出几个Die”里,这里的Die,是指晶圆完成制造工序后,切割成方形裸芯片,这是芯片封装之前的形态,上面已经有了各种电路。

Chip,将从Wafer上切割下来的Die进行封装,就形成了Chip,即我们通常讲的芯片。

②Foundry(Fab), Fabless(Design House), IDM

一个芯片的产生,需要经过设计、制造、封装测试等多个环节。随着芯片越来越复杂,芯片行业也随之出现了专注于部分环节分工的公司。Foundry(Fab), Fabless(Design House), IDM就分别指不同种类的公司。

Foundry,本义为铸造厂,在IC领域即是专注于芯片制造的厂家,比如台积电、中芯国际,有时候,我们也称这类公司为Fab。

Fabless,由Fab与less组成,熟悉英语表达的都知道,less是否定的意思,因此,Fabless是指没有Fab,即不进行制造环节的芯片公司,特指专注于IC设计的公司,比如华为海思。这类公司只做芯片设计,然后再找Foundry公司来代工,制造出芯片,历史上这类公司也被称为Design House。

IDM,除了以上两类,有一些公司既做IC设计,又直接制造芯片,这类公司就称为IDM,Integrated Device and Manufacturer),典型的代表有英特尔(Intel)、德州仪器(TI)等。

在芯片行业的历史上,大部分公司都是IDM。然而,因为芯片的制造需要无尘超净车间,维护成本很高,同时制造设备也异常昂贵,行业逐渐发展出了Fabless公司,摆脱了高额的制造环节投入,轻装上阵,聚焦到设计环节。而与之对应,也发展出了专注于制造的Foundry公司,持续追求更先进的制造工艺,并通过把制造产能服务于众多Fabless公司,最大化了产能产出。当然,IDM公司的优势在于同时控制了设计与制造,在芯片细节的调优上更具灵活性。在全球的芯片产品供给中,目前仍然是IDM占多,而Fabless+Foundry组合的占比在逐渐上升。

③ASIC FPGA

厂商在设计芯片时,还需要考虑芯片的设计周期、上市时间、相关领域IP的成熟度等问题。而这些,有时正是在回答做不做ASIC或FPGA。

ASIC,Application Specific Integrated Circuit,是指为特定用户、特定系统的需要而设计的专用集成电路,例如手机的CPU就是一个ASIC。

FPGA,Field Programmable Gate Array,是一种预先做好的逻辑门阵列芯片,可以通过硬件编程的方式,来实现多种多样的电路功能。ASIC与FPGA都可以用于具体芯片的实现。

形象地说,FPGA好比用积木来搭房子,可以改变积木的排布,而ASIC则是用混凝土去建房子,建好后便无法更改。由此可以看出,ASIC的灵活性是远不及FPGA的,而且不容许产生错误,否则成片会全部作废,这进一步提高了ASIC的设计成本与设计周期。

但这并不意味着ASIC就要差于FPGA。相较而言,ASIC芯片,因为是针对特定场景设计,其性能、功耗等方面都要比FPGA优秀许多;而FPGA通过硬件编程实现芯片功能,使得芯片的实现更快速,也可以反复改变功能,对于验证逻辑设想非常便捷。例如在AI中,当一个功能处于初期阶段,其需求量不高,并且算法不成熟,需要不断更改逻辑与迭代,此时用FPGA便可以以较低的成本满足上述要求,而且可以以较短的设计时间率先进入市场;而到了后期,其算法与功能趋于成熟,需求量也日渐扩大,此时的不二之选便是ASIC,它可以为相关产品提供更高的性能,并且由于自身极低的周期性成本(如图),使得量产之后的平均成本反而低于FPGA。从上面可以看出,ASIC与FPGA实际上扮演的是不同的角色,不能真正区分出孰优孰劣,生产何种芯片也要视具体情况而定,并不是只看成本,也不是只看性能。

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